JPH08509896A

JPH08509896A - スライス厚さが選択可能な多スライス検出器を使用するコンピュータ断層撮影イメージング

Info

Publication number: JPH08509896A
Application number: JP7522358A
Authority: JP
Inventors: リブナー，デイビッド・バイルド; ウ，マイケル・オーガスティン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-10-22
Also published as: IL112686A; US5430784A; DE19580269T1; WO1995023415A1; IL112686A0

Abstract

(57)【要約】コンピュータ断層撮影システムが、スライス厚さ方向に沿って整列した１組の小検出素子で構成された検出器アレーを含む。制御可能なスイッチング・マトリクスが所定数の相次ぐ小検出素子をそれぞれの加算増幅器に選択的に相互連結することにより、物体を通るように位置決めされたそれぞれのスライスを測定するスライス構成信号が作成され。各スライスはイメージングすべき関心領域の中に選択可能な厚さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】スライス厚さが選択可能な多スライス検出器を使用するコンピュータ断層撮影イメージング発明の背景本発明はコンピュータ断層撮影に関するものであり、更に詳しくはスライス厚さが選択可能な多スライス検出器を使用するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングに関するものである。人体組織の少なくとも関心領域の画像を作成するために使用される従来のＣＴシステムでは、患者の完全なスキャン（ｓｃａｎ）は、Ｘ線源および検出器の離散的な角度位置で行われる１組のＸ線減衰測定で構成される。このような測定の各組は当業者により「ビュー（ｖｉｅｗ）」と呼ばれ、このような各組の測定の結果が透過プロフィールである。各ビューの測定値の組は、取得視野を横切ってＸ線源と検出器を同時に並進させることにより得ることができる。機器が動くにつれて、患者を通して一連のＸ線減衰測定が行われ、その結果のデータ組により１つの角度位置で透過プロフィールが得られる。次に、Ｘ線源および検出器の各々の角度位置が変更され（たとえば、１°だけ増分され）、もう１つのビューが取得される。各透過プロフィールを取得するための代替構造では、Ｘ線源が扇状ビームを発生し、この扇状ビームは患者を通る平面を規定し、このビーム平面内に位置するほぼ弓形アレー（ａｒｒａｙ）の検出器に突き当たる。従来の検出器のアレーで、アレー内の各検出器が通常別々の減衰信号を発生し、これらのすべての検出器からの信号が別々に取得されて、指示された角度位置での透過プロフィールを作成する。次に、最初の構成の場合と同様に、Ｘ線源およびアレー検出器が異なる角度位置へ回転されて、次の透過プロフィールが取得される。次に、取得された透過プロフィールを使用することにより、画像が再構成される。この画像は再構成視野内の各々のボクセルまたは容積要素のＸ線減衰係数を表示する。これらの減衰係数は「ＣＴナンバー」と呼ばれる整数に変換される。ＣＴナンバーは、ＣＲＴ表示装置上の対応する画素の明るさを制御するために使用される。患者を通って取られた、ガントリ開口の軸に対して直角な方向を向いたスライスの中の組織の構造を明らかにする画像が、このようにして得られる。臨床応用では、患者を通って取られるスライスの厚さは比較的薄い厚さ（１ｍｍ）から比較的厚い厚さ（１０ｍｍ）まで変えられる。スライスの厚さは通常、患者とＸ線源との間に配置された調整可能なコリメーション装置によって制御される。このようなコリメーション装置の１つが１９９１年２月５日に付与された米国特許第４，９９１，１８９号に説明されている。スライスの厚さが大きくなるにつれ、再構成される画像には部分的容積アーチファクトが生じやすくなる。画像の各画素に於けるＣＴナンバーは、患者内の対応するボクセルを通り過ぎるＸ線ビーム部分の減衰を表す。無限に細いビームの場合には、充分なイメージング・エネルギを検出することができれば、Ｘ線ビームに沿った線積分減衰の正確な測定を行うことができ、そのＣＴナンバーは患者の対応するボクセル内の物質のすべてによって導入される真の平均減衰を反映する。しかし、Ｘ線ビームの厚さが有限である場合、物質により導入される減衰が厚さ方向に実質的に不均一であると、ビームの厚さ方向にわたる平均Ｘ線ビーム減衰の正確な測定は達成されない。たとえば、骨のような減衰の大きい材料と軟組織との間の境界を含むボクセルでは、この不正確さは特に著しい。画像再構成プロセスのため、この不正確さは対応する画像の画素に影響を及ぼすだけでなく、周囲の画素にも影響を及ぼす。その結果、軟組織の特徴の診断を妨げる画像アーチファクトが生じる。１９９３年８月３１日に付与された米国特許第５，２４１，５７６号には、対数前処理手法と協力して、部分的容積アーチファクトを低減した１つ以上のスライスの減衰データから画像を作成できるＸ線ＣＴスキャナが説明されている。このような対数前処理手法の必要性を無くし、多スライス検出器を都合良く使用することができる改善されたＣＴシステムを提供することが望ましい。更に、より少ない数の電子回路でスライス厚さを選択することができると共に、患者に対するＸ線放射線量を低くしながらシステム全体の信号対雑音比を改善できるスイッチング手法を提供することが望ましい。発明の概要一般的に言えば、本発明は、上記の要求を満たすため、患者または無生物のような物体の中の少なくとも関心領域のイメージングを行うための、コンピュータ断層撮影システムまたは他の類似のイメージング・システムのようなイメージング・システムを提供する。このシステムは、ビーム軸に沿ってイメージング・エネルギのビームを発生するためのイメージング・エネルギ源を含む。該ビームは、ビーム軸に対して直角な方向に所定の厚さを持つ。イメージング・エネルギのビームを受けるようにアレー検出器が位置決めされ、アレー検出器はビームの厚さ方向に沿って互いに整列した１組の小検出素子（detector subelement）を含み、該１組の小検出素子は厚さ方向に沿ってエネルギ・ビームの相次ぐ部分を受けることにより対応する１組の薄いスライスの減衰信号（薄スライス減衰信号）を発生する。スイッチング・マトリクスが上記１組の小検出素子に結合されて、各々の薄スライス減衰信号を受け、所定数の小検出素子を選択的に相互連結することにより、少なくとも１組の相互連結薄スライス減衰信号を作成する。本明細書で用いられる「相互連結薄スライス減衰信号」とは、１つ以上の薄いスライスで構成される関心領域の中の１つの完全なスライスを測定するように協同動作する相互連結された小検出素子からの薄スライス減衰信号を意味する。加算増幅器のような加算手段がスイッチング・マトリクスに結合される。加算手段は、選択的に相互連結された小検出素子の出力信号を加算結合することにより、関心領域の中の１つのスライスを写像（mapping）する単一スライス構成信号を作成する。１つのスライスの厚さは、単一スライス構成信号に寄与するようにスイッチング・マトリクスで相互連結された小検出素子の数に基づいて選択可能である。画像再構成手段が単一スライス構成信号を使用して、ＣＴ画像のような画像を作成する。スイッチング・マトリクスは、付加的な複数組の選択的に相互連結された信号を作成するように変形することができ、この場合、１組のスライス構成信号とこのような付加的な複数組のスライス構成信号は各々、関心領域の中の、選択可能な厚さを持つ異なるスライスを写像する。新規性があると考えられる特徴は請求の範囲に明確に述べられている。しかし、本発明自体の構成および動作方法、ならびに本発明の上記以外の目的および利点は添付の図面を参照した以下の説明により最も良く理解することができよう。図面全体を通じて同じ参照番号は同じ部品を表す。図面の簡単な説明図１は、本発明を用いるＣＴシステムの簡略斜視図である。図２Ａおよび２Ｂは、図１のＣＴシステムで用いることができる走査手法の２つの形式を示す概略構成図である。図３は、図１のシステムで取得される減衰信号から再構成される代表的な画像を示す患者の絵画図である。図４は、図１のＣＴシステムのブロック図である。図５は、図１のシステムに用いられるＸ線ビームの経路の概略表現図で、Ｘ線ビームの厚さを示している。図６は、図１のシステムで使用される検出器の一部の斜視図で、Ｘ線ビームの厚さ方向に配置された小検出素子を示している。図７は、本発明によるスイッチング・マトリクスの一実施例の概略電気回路図である。図８Ａおよび８Ｂは、図７のスイッチング・マトリクスを使用して小検出素子を相互連結した例を示すブロック図である。発明の詳しい説明図１に示されるように、人体組織の少なくとも関心領域の画像を作成するために使用されるＣＴシステムは、ガントリ１２の開口１１の中に位置決めすることができる患者テーブル１０を有する。好ましくは高度にコリメーションされたＸ線を発生するイメージング・エネルギ源１３が開口１１の一方の側でガントリ１２内に取り付けられる。１つ以上の検出器１４が開口の他方の側に取り付けられる。本明細書で使用される「イメージング・エネルギ」とは、イメージングの用途で使用することができる種々の形式の放射エネルギを指す。Ｘ線エネルギは放射エネルギの一例である。Ｘ線源１３および検出器１４は、患者のスキャンの間、開口１１のまわりを回転して、少なくとも１８０°の回転範囲内の多数の異なる角度からＸ線減衰測定値を求める。患者の完全なスキャンは、Ｘ線源１３および検出器１４の離散的な多数の角度方向で行われる１組のＸ線減衰測定で構成される。このような各組の測定は当業者により「ビュー」と呼ばれ、このような各組の測定の結果が透過プロフィールと呼ばれる。図２Ａに示されるように各ビューにおける１組の測定値は、矢印１５で示すように取得視野を横切ってＸ線源１３および検出器１４を同時に並進（平行移動）させることにより得ることができる。装置１３および１４の並進につれて、患者を通して一連のＸ線減衰測定が行われ、その結果得られる１組のデータから１つの角度方向に於ける透過プロフィールが得られる。次に、装置１３および１４の角度方向が変えられ（たとえば、１°だけ増分され）、もう１つのビューが取得される。各透過プロフィールを取得するための代替構造が図２Ｂに示されている。この構成では、Ｘ線源１３は扇状ビームを発生する。この扇状ビームは、患者を通る平面を規定し、このビーム平面内に位置するほぼ弓形アレーの検出器１４に突き当たる。従来のアレー検出器では、アレー内の各検出器は通常別々の減衰信号を発生し、これらのすべての検出器からの信号が別々に取得されて、指示された角度方向での透過プロフィールを作成する。次に、最初に述べた構成の場合と同様に、Ｘ線源１３およびアレー検出器１４を異なる角度方向に回転させて、次の透過プロフィールを取得する。次に、取得された透過プロフィールを使用することにより、再構成視野の中の各々のボクセルのＸ線減衰係数を示す画像が再構成される。これらの減衰係数が「ＣＴナンバー」と呼ばれる整数に変換される。ＣＴナンバーは、ＣＲＴ表示装置上の対応する画素の明るさを制御するために使用される。このようにして、図３に示されるように、患者を通り且つガントリ開口の軸に対して垂直な方向を向いたスライスの中の組織構造を表す画像が作成される。図４を参照して説明すると、ＣＴシステムの動作は、コンピュータ２６およびディスク・メモリ２７を含むプログラム式データ処理システム２５によって制御される。ディスク・メモリ２７には、患者の走査の際および画像の再構成と表示の際にコンピュータ・プロセッサ２６で使用されるプログラムが記憶されている。メモリ２７は、取得されたデータおよび再構成された画像のデータを一時的に記憶することもできる。コンピュータ・プロセッサ２６は、図示するように他のシステム要素に接続するのに適した入力ポートおよび出力ポートを持つ汎用コンピュータを含み、また米国特許第４，４９４，１４１号に開示されているようなアレープロセッサを含む。コンピュータ・プロセッサ２６の出力ポートはＸ線制御回路２８に接続される。Ｘ線制御回路２８はＸ線源１３の高電圧および陰極電流を制御することにより、正しい放射線量を供給する。高電圧および陰極電流は操作者により選択される。操作者は操作卓３０を介して、スキャン時間および他のスキャン・パラメータとともに所望の値を入力する。コンピュータ・プロセッサ２６は、スキャン・プログラムおよび選択されたスキャン・パラメータに従って、Ｘ線の発生を指令する。Ｘ線は、前に説明したように扇状に散開させることができ、またガントリ開口１１の反対側に配置された検出器のアレー１４で受けることができる。実施例では、約８００個の検出素子があり、各検出素子は、Ｘ線源１３から出て、開口１１の中に配置された患者の少なくとも関心領域を通る直線経路を進む単一ビーム部分を受ける。アレー検出器１４の両端には、減衰されないＸ線をＸ線源１３から受ける一群の基準セルを設けることもできる。以下に更に詳しく説明するように、適当なスイッチング制御装置７０に応動する制御可能なスイッチング・マトリクス６０が、アレー検出器１４から各減衰信号を受ける。スイッチング・マトリクス６０と協同して各検出素子に形成される各電流がアナログ電気信号として収集されて、データ取得システム３１の中の適当なＡ／Ｄ変換器（図示しない）によってディジタル数に変換される。減衰信号を作成するすべての検出器からのディジタル化された測定値が、完全なビューを構成する。米国特許第４，１１２，３０３号および第４，１１５，６９５号にガントリ構造の詳細が開示されており、データ取得システムが米国特許第４，５８３，２４０号に開示されている。データ取得システム３１からのディジタル化された測定値は周知の方法で処理して、「暗電流」、不均一な検出素子感度および利得、ならびにスキャン全体にわたるＸ線ビームの強度の変動を補償する。ディジタル化された信号はコンピュータ・プロセッサ２６に供給される。イメージングすべき関心領域の一層小さい視野または一層大きい視野をカバーために異なる数の検出素子を用いることができることが理解されよう。図５に最も良く示されるように、イメージング・エネルギ源１３がビーム軸４９に沿ってＸ線ビームのようなイメージング・エネルギのビーム５０を発生する。イメージング・エネルギのビーム５０は、ビーム軸４９に対してほぼ垂直な方向に所定の厚さを持つ。したがって従来のスキャナではビームの厚さが、本質的にイメージングすべき患者のスライスの厚さを決める。図６に最も良く示されるようにアレー検出器１４の各検出素子は、図示例では８個の別々の小検出素子４１乃至４８として表した１組の別々の小検出素子で構成される。小検出素子４１乃至４８はビームの厚さ方向に沿って配置される。各小検出素子はＸ線ビーム５０（図５）のそれぞれの相次ぐ部分を受けて対応する１組の薄スライス減衰信号を作成する。すなわち各小検出素子は、イメージングすべき関心領域の中の薄いスライス（たとえば、約２ｍｍ）を測定する個別の薄スライス減衰信号を作成する。測定する薄いスライスが連続するように、小検出素子４１乃至４８はできる限り互いに近接して配置される。好ましい実施例では、各検出素子の中の小検出素子の数は１６である。したがって好ましい実施例では、アレー検出器１４は約８００×１６個の個別の小検出素子を有する二次元アレー検出器である。これは例として示したものであり、限定するものではない。熟練した当業者には理解できるように、イメージングすべき関心領域を通る経路内でのすべての減衰の線積分に等しい量だけＸ線ビームが減衰される。検出器１４がビームの厚さ方向にＭ個の小検出素子に分割されていて、患者の中の１つのボクセル内での減衰に有意な変動が無いほどに小検出素子の大きさが充分小さい（厚さ方向に沿って約２ｍｍ）場合には、各小検出素子からの薄スライス減衰信号は、Ｘ線源と小検出素子との間の経路に沿った実質的に正確な測定値を与える線積分を表す。この線積分は、画像の画素を劣化させること無く、プロセッサ２５（図４）を使用して再構成することができる。また相次ぐ小検出素子からの測定された信号を加算結合すれば、結合された信号から再構成される画像は、加算結合された相次ぐ小検出素子の数に基づいた選択可能な厚さを持つ関心領域の中のスライスを写像する。図７、８Ａおよび８Ｂを参照して説明すると、スイッチング・マトリクス６０は小検出素子４１乃至４８の組に結合されて、それらの小検出素子からの各々の薄スライス減衰信号を受ける。スイッチング・マトリクス６０は、所定数の小検出素子を選択的に相互連結して少なくとも１組の相互連結薄スライス減衰信号を作成するように変更される。加算手段８０がスイッチング・マトリクス６０に結合されて、少なくとも１組の相互連結薄スライス減衰信号を加算結合することにより、関心領域の１つのスライスを測定する単一スライス構成減衰信号を作成する。加算手段は、関心領域のこのような１つのスライスに対する１つの単一ライス構成減衰信号を供給する単一の加算増幅器で構成することができる。しかし、関心領域の中の対応する付加的なスライスを写像するために付加的な加算増幅器を使用できることが理解されよう。説明を簡単にするため、図７、８Ａおよび８Ｂに示される加算手段を２つの加算増幅器Σ₁およびΣ₂だけで構成するものとする。したがって、スイッチング・マトリクスおよび２つの加算増幅器を動作させることにより、関心領域の異なるスライスをそれぞれ写像する２つの異なるスライス構成信号を作成することができる。図７は、スイッチング・マトリクス６０の一実施例を示す。このスイッチング・マトリクス６０は、それぞれの小検出素子に結合された、に編制された複数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）または他の適当なスイッチング素子のそれぞれの組６２₁乃至６２₈を有する。金属−酸化物−半導体（ＭＯＳ）トランジスタは、非導電状態にあるときインピーダンスが大きいので好ましい。所与のトランジスタ組の中の各々の個別のトランジスタは、そのゲートに印加されるそれぞれの異なる制御信号に応動して、所与の小検出素子からの薄スライス減衰信号を加算手段８０または基準電圧（たとえば、アース８２）に送る。印加される制御信号は、各トランジスタ組が並列に受ける一群の制御信号Ｔ₁乃至Ｔ₄の一部である。図７に示すように、それぞれのトランジスタ組の中の各トランジスタは、共通に１つの小検出素子に結合されて、該小検出素子によって作成される薄スライス減衰信号を受ける入力（たとえば、ソース端子）を持つ。たとえば、トランジスタ組６２₈の中の各トランジスタは、共通に小検出素子４８に結合されて、小検出素子４８によって作成された薄スライス減衰信号を受けるソース端子をそれぞれ持っている。更に、それぞれのトランジスタ組の中の少なくとも１つのトランジスタは加算手段に結合された出力（たとえば、ドレーン端子）を持っている。したがって、このような少なくとも１つのトランジスタが導電状態に駆動されると、受けた薄スライス減衰信号が加算手段に接続される。たとえばトランジスタ組６２₈では、Ｔ₄制御信号を受けるトランジスタはそのドレーン端子が加算手段に接続されている。したがって、このようなトランジスタが作動されると、小検出素子４８からの薄スライス減衰信号が加算手段に送られ、これにより小検出素子４８は加算増幅器Σ₂から供給されるスライス構成信号に寄与する。トランジスタ組６２₈の中の、加算手段８０に接続されていない残りの各トランジスタは、それぞれのドレーン端子が基準電圧（たとえば、アース８２）に接続されている。したがって、トランジスタ組の中のこのような残りのトランジスタがそれぞれ作動されたとき、小検出素子４８からの減衰信号は基準電圧８２により無能化（ｄｉｓａｂｌｅ）され、これにより、小検出素子４８は加算手段８０によって作成されるどのスライス構成信号にも寄与しない。上記のようにトランジスタのソース端子およびドレーン端子の機能は一例として選択されたものであり、限定するものではない。このような端子の機能は、スイッチング・マトリクス６０の動作に影響を及ぼすことなく容易に逆にすることができる。組み合わせにおいて、複数のトランジスタ組はそれらに印加される制御信号に応動して、アレー検出器１４で測定された関心領域の中の各々の異なるスライスが選択可能な厚さを持つように動作する。所与の１つの制御信号が１つの選択された状態（たとえば「オン」状態で）供給されたときは、その制御信号により一義的に所定数の相次ぐ小検出素子が加算手段に相互連結されるように、制御信号は都合よくプログラミングされる。図７の実施例では、説明を簡単にするため４つの制御信号Ｔ₁乃至Ｔ₄が示されている。したがってアレー検出器１４で測定された関心領域の中の各スライスは、どの制御信号が付勢されるかに応じて４つの異なる厚さを持つことができる。したがって、動作時、トランジスタ組６２₁乃至６２₈は制御信号に応動して、所定数の小検出素子を加算手段８０または基準電圧８２に相互連結するように協働する。図８Ａおよび８Ｂは、図７に示されるスイッチング・マトリクスの実施例に対するそれぞれの動作モード例を示す。詳しく説明すると、図８Ａは、Ｔ₂制御信号が存在すなわち「オン」であって、信号Ｔ₁、Ｔ₃およびＴ₄が無い時すなわち「オフ」の時の、スイッチング・マトリクス６０の動作モードを示す。この場合、Ｔ₂制御信号を受けた各トランジスタはそれぞれ導電状態にあって、受けた薄スライス減衰信号を通し、また制御信号Ｔ₁、Ｔ₃、Ｔ₄のいずれかを受けた各トランジスタはそれぞれ非導電状態にある。図８Ａに示されるように、スイッチング・マトリクス６０は２つの異なる組の相互連結薄スライス減衰信号を作成する。小検出素子４１および４２からの１組の相互連結薄スライス減衰信号により、加算増幅器Σ₁がデータ取得システム３１へそれぞれの単一スライス構成減衰信号を供給する。また小検出素子４３および４４からの付加的な組の相互連結薄スライス減衰信号により、加算増幅器Σ₂がデータ取得システム３１へそれぞれの単一スライス構成減衰信号を供給する。他方、小検出素子４５乃至４８は基準電圧に相互連結されるので、どの単一スライス構成減衰信号にも寄与しない。図８Ｂは、Ｔ₃制御信号が存在し（たとえば「オン」であり）、Ｔ₁、Ｔ₂およびＴ₄制御信号が無い（たとえば、「オフ」である）場合のスイッチング・マトリクス６０の動作モードを示す。図８Ａについて説明した例と同様に、再び２組の各々の相互連結薄スライス減衰信号がそれぞれの加算増幅器に供給される。しかしこの例では、各組の相互連結薄スライス減衰信号が３つの相次ぐ小検出素子からの薄スライス減衰信号で構成されることが理解されよう。したがって、各単一減衰信号により測定される２つのスライスの各々の厚さは、図８Ａに示された例で得られる各スライスの場合に比べて半分だけ一層厚くなる。所与の加算増幅器からの信号出力レベルが、それに相互連結された小検出素子の数にかかわらずほぼ一様に留まるようにするため、それに相互連結された小検出素子の数に従って適当な減衰係数が得られるように、各加算増幅器が選択可能な利得を持つように設計することが好ましい。たとえば、ｎ個（ｎは正の整数）の小検出素子が所与の加算増幅器に相互連結された場合には、この増幅器の利得（γ）はγ＝１／ｎとなるように選択することができ、このようにして各加算増幅器によって作られる各スライス構成信号はほぼ一様なレベルとなるように適当に減衰される。したがって図８Ａに示す動作モードでは、増幅器Σ₁およびΣ₂の個別の利得は半分となる。ところが、図８Ｂに示される動作モードでは、増幅器Σ₁およびΣ₂の個別の利得は３分の１となる。上記の各動作モードにおいて、各スライス構成減衰信号はデータ取得システム３１に供給されて、そこでディジタル形式に変換され、次いでデータ処理システム２５に供給されて、そこで処理されて、ＣＴ画像を再構成できるような画像データが作成される。データ処理システム２５は、操作卓３０（図４）の一部に備えることのできる適当な表示装置たとえばＣＲＴ端末装置等に結合されて、ＣＴ画像を表示させる。簡単に説明すると、減衰値から画像を再構成する前に、それぞれのフィルタリングおよびフーリエ変換を行い、米国特許第５，２４１，５７６号に説明されているように再構成画像の画素の明るさを制御できるようにする通常の逆投影を行う。図７に示されるようなスイッチング・マトリクス６０は一層多くの小検出素子、たとえば１６個の小検出素子を取り扱うように容易に拡張することができることが理解されよう。更に、ケーブル布線の要求を低減するために、スイッチング・マトリクスをアレー検出器１４と一体で構成できることも理解されよう。スイッチング・マトリクス６０に対する他の構成は、同様に有利な動作を提供することができる。たとえば、スイッチング・マトリクスは別の集積回路モジュール上に構成することもでき、あるいはデータ取得システム３１（図４）の一部として構成することもできる。各小検出素子は、各小検出素子に対して良好な直線性特性を持たせるように固定バイアス電圧を受けるための適当な手段を含むホトダイオードで構成することが好ましい。本発明に対して種々の特定の構成を示したか、これらは説明のためのものに過ぎないことが理解されるはずである。熟練した当業者には本発明の主旨または範囲から逸脱することなく、種々の変形および適応が容易に考えられよう。したがって、本発明は「請求の範囲」に記載の趣旨と範囲により定まる。

Claims

【特許請求の範囲】１．物体の中の少なくとも関心領域のイメージングを行うためのコンピュータ断層撮影システムにおいて、ビーム軸に対して直角な方向に所定のビーム厚さを持つイメージング・エネルギのビームをほぼ上記ビーム軸に沿って発生するイメージング・エネルギ源、上記イメージング・エネルギのビームを受けるように位置決めされたアレー検出器であって、上記ビーム厚さ方向に沿って互いに整列した１組の小検出素子を含み、該１組の小検出素子により上記ビームの厚さ方向に沿った上記ビームの相次ぐ部分を受けて対応する１組の薄スライス減衰信号を作成するアレー検出器、上記小検出素子の組に結合されたスイッチング・マトリクスであって、各薄スライス減衰信号を受けて、上記小検出素子の内の所定数の小検出素子をそれぞれ選択的に相互連結することにより、上記関心領域中の１つのスライスに対応する少なくとも１組の相互連結薄スライス減衰信号を供給するスイッチング・マトリクス、上記マトリクスに結合された加算手段であって、上記の選択的に相互連結された小検出素子の出力信号を加算結合して単一スライス構成減衰信号を作成する加算手段、および上記単一スライス構成信号を受けて、上記単一スライス構成信号に応じて画像を作成する画像再構成手段をそなえているコンピュータ断層撮影システム。２．上記スイッチング・マトリクスが複数の電界効果トランジスタ組を含み、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の各トランジスタは上記小検出素子の１つに共通に結合された入力を持ち、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の少なくとも１つのトランジスタは上記加算手段に結合されたそれぞれの出力を持ち、このため上記少なくとも１つのトランジスタが作動されたとき、上記１つの小検出素子からの減衰信号が上記加算手段に送られて上記単一スライス構成信号に寄与し、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の残りの各トランジスタは基準電圧に結合されたそれぞれの出力を持ち、このため上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の残りのトランジスタの内のいずれか１つが作動されたとき、上記１つの小検出素子からの減衰信号が終了させられて上記１つの小検出素子が上記単一スライス構成信号に寄与しなくなる請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。３．上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の各トランジスタがＭＯＳＦＥＴトランジスタである請求項２記載のコンピュータ断層撮影システム。４．上記１つのスライスが、上記単一スライス構成信号に寄与するように上記スイッチング・マトリクスと相互連結された上記所定数の小検出素子により決定される選択可能な厚さを有する請求項２記載のコンピュータ断層撮影システム。５．上記イメージング・エネルギ源がＸ線源で構成される請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。６．上記イメージング・エネルギのビームがＸ線の扇状ビームであり、上記扇状ビームが上記物体を通過する平面を規定している請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。７．上記アー検出器が、上記扇状ビームによって規定される平面内に位置する検出素子の二次元アレーで構成され、上記各検出素子が１組の小検出素子で構成されている請求項６記載のコンピュータ断層撮影システム。８．上記スイッチング・マトリクスが付加的な組の相互連結薄スライス信号を供給するように構成され、上記少なくとも１組および上記の付加的な組の相互連結薄スライス信号の各々がそれぞれ上記関心領域の異なるスライスを写像する請求項２記載のコンピュータ断層撮影システム。９．上記複数のトランジスタ組がそれらに印加される所定の制御信号に応動して上記小検出素子の内の相次ぐ小検出素子を選択的に相互連結することにより、上記関心領域の異なる各スライスが選択可能な厚さを持つようにした請求項８記載のコンピュータ断層撮影システム。１０．上記加算手段が複数の加算増幅器を含み、上記加算増幅器の各々が上記少なくとも１組および上記の付加的な組の中の対応する１組の相互連結薄スライス信号を受けて対応する複数の単一スライス構成信号を作成するように結合され、上記画像再構成手段が対応する複数の画像を作成するための手段を含んでいる請求項８記載のコンピュータ断層撮影システム。１１．上記加算増幅器の各々が、上記単一スライス構成信号の各々を選択的に減衰させる手段を含んでいる請求項１０記載のコンピュータ断層撮影システム。１２．上記アレー検出器と上記スイッチング・マトリクスが互いに一体になっている請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。１３．上記小検出素子の各々が、所定のバイアス電圧を受ける手段を含んでいる請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。１４．上記画像を表示するための表示装置が上記画像再構成手段に結合されている請求項１記載のコンピュータ断層撮影システム。１５．物体の中の少なくとも関心領域のイメージングを行うためのイメージング・システムに於いてビーム軸に対して直角な方向に所定のビーム厚さを持つイメージング・エネルギのビームをほぼ上記ビーム軸に沿って発生するイメージング・エネルギ源、上記イメージング・エネルギのビームを受けるように位置決めされたアレー検出器であって、上記ビーム厚さ方向に沿って互いに整列した１組の小検出素子を含み、該１組の小検出素子により上記ビームの厚さ方向に沿った上記エネルギのビームの相次ぐ部分を受けて対応する１組の薄スライス減衰信号を作成するアレー検出器、上記小検出素子の組に結合されたスイッチング・マトリクスであって、各薄スライス減衰信号を受けて、上記小検出素子の組の中の所定数の小検出素子をそれぞれ選択的に相互連結することにより、上記関心領域の１つのスライスに対応する少なくとも１組の相互連結薄スライス減衰信号を供給するスイッチング・マトリクス、上記マトリクスに結合された加算手段であって、上記の選択的に相互連結された小検出素子の出力信号を加算結合して単一スライス構成減衰信号を作成する加算手段、上記単一スライス構成信号を受けて、上記単一スライス構成信号に応じて画像を作成する画像再構成手段、および上記画像を表示するために上記画像再構成手段に結合された表示装置をそなえているイメージング・システム。１６．上記スイッチング・マトリクスが複数の電界効果トランジスタ組を含み、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の各トランジスタは上記小検出素子の１つに共通に結合された入力を持ち、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の少なくとも１つのトランジスタは上記加算手段に結合されたそれぞれの出力を持ち、これにより上記少なくとも１つのトランジスタが作動されたとき、上記１つの小検出素子からの減衰信号が上記加算手段に送られて上記単一スライス構成信号に寄与し、上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の残りの各トランジスタは基準電圧に結合されたそれぞれの出力を持ち、これにより上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の残りのトランジスタの内のいずれか１つが作動されたとき、上記１つの小検出素子からの減衰信号が終了させられて上記１つの小検出素子が上記単一スライス構成信号に寄与しなくなる請求項１５記載のイメージング・システム。１７．上記複数のトランジスタ組のそれぞれの組の中の各トランジスタがＭＯＳＦＥＴトランジスタである請求項１６記載のイメージング・システム。１８．上記１つのスライスが、上記単一スライス構成信号に寄与するように上記スイッチング・マトリクスと相互連結された上記所定数の小検出素子によって決定される選択可能な厚さを有する請求項１６記載のイメージング・システム。１９．上記イメージング・エネルギ源がＸ線源であり、上記イメージング・システムがコンピュータ断層撮影システムである請求項１５記載のイメージング・システム。２０．上記イメージング・エネルギのビームがＸ線の扇状ビームであり、上記扇状ビームが上記物体を通過する平面を規定している請求項１９記載のイメージング・システム。２１．上記アレー検出器が、上記扇状ビームによって規定される平面内に位置する検出素子の二次元アレーで構成され、上記各検出素子が１組の小検出素子で構成されている請求項２０記載のイメージング・システム。２２．上記スイッチング・マトリクスが付加的な組の相互連結薄スライス信号を供給するように構成され、上記少なくとも１組および上記の付加的な組の相互連結薄スライス信号の各々がそれぞれ上記関心領域の異なるスライスを写像する請求項１６記載のイメージング・システム。２３．上記複数のトランジスタ組がそれらに印加される所定の制御信号に応動して上記小検出素子の内の相次ぐ小検出素子を選択的に相互連結することにより、上記関心領域の異なる各スライスが選択可能な厚さを持つようにした請求項２２記載のイメージング・システム。２４．上記加算手段が複数の加算増幅器を含み、上記加算増幅器の各々が上記少なくとも１組および上記の付加的な組の中の対応する１組の相互連結薄スライス信号を受けて対応する複数の単一スライス構成信号を作成するように結合され、上記画像再構成手段が対応する複数の画像を作成する手段を含んでいる請求項２２記載のイメージング・システム。２５．上記加算増幅器の各々が、上記単一スライス構成信号の各々を選択的に減衰させる手段を含んでいる請求項２４記載のイメージング・システム。２６．上記アレー検出器と上記スイッチング・マトリクスが互いに一体になっている請求項１５記載のイメージング・システム。２７．上記小検出素子の各々が、所定のバイアス電圧を受ける手段を含んでいる請求項１９記載のイメージング・システム。